JP5213890B2 - モータ駆動装置及び圧縮機及び冷凍サイクル装置及び洗濯機及び洗濯乾燥機及び送風機 - Google Patents

Description

この発明は、モータに発生する振動を抑制するモータ駆動装置に関する。また、そのモータ駆動装置を搭載した圧縮機、その圧縮機を用いる冷凍サイクル装置、洗濯機、洗濯乾燥機並びに送風機に関する。

従来、モータを用いる洗濯機は、例えば、洗濯槽の振動を洗濯槽の上部に取り付けた振動センサで検出し、その検出信号をもとにモータの回転数制御を脱水工程制御部で行っているが、振動を検出してそのレベルに応じて回転数を制御しているのみで、モータ制御で積極的に振動を低減することは行っておらず、振動低減は洗濯槽の下側に配置されたダンパで行っているのみであり、安定に洗濯機の振動を低減することができないという課題を有していた。

そこで、洗濯槽を含む受け筒の振動状態を検出し、その振動が小さくなるように制御して脱水時の振動、騒音を低減することを目的として、回転ドラムを回転駆動するモータの駆動を制御する制御手段と、受け筒を支持する支持手段と、振動を検知する振動センサと、振動センサで検知した振動の出力信号をモータ制御信号として制御手段に入力する振動制御手段とを具備した洗濯機が提案されている。この洗濯機は、洗濯脱水工程において、洗濯槽を含む受け筒の振動状態を検出して、その振動量を小さくするように制御量をモータ制御電流にフィードバック制御することが可能なため、脱水時の受け筒の振動や筐体の振動を制御することで、振動の低減を実現することができるというものである（例えば、特許文献１参照）。

また、ほぼ一定の速度で回転する少なくとも１つの軸、または機械の仮想的な機械軸における、外乱とよばれる好ましくない振動を減らすことを目的として、特に印刷ユニットや印刷機の機械軸における、複数の不連続な周波数部分によって近似的に表すことが可能な周波数スペクトルを有する機械振動、特に回転振動を、直接的または間接的に機械軸に作用する少なくとも１つのアクチュエータによって補償する方法において、機械振動の不連続な周波数部分の少なくとも１つに、他の周波数部分に依存することなく、特定の振幅と位相をもつ同じ周波数の、実質的に調波の少なくとも１つのモーメントが、機械軸の振動の振幅が当該周波数で小さくされるようにアクチュエータによって重ね合わされることを特徴とする機械振動を補償する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、洗濯機の脱水時の騒音を確実に低減するために、２方向以上の振動を検知する振動検出センサを水槽に取り付け、水槽の水平方向(第１の方向)の振動と上下方向(第２の方向)の振動の大きさを検出することにより、脱水時の水槽のパラレルモードとコニカルモードの振動を検知することができるようにする。そして、この振動検出センサによる振動検知結果から、パラレルモードの振動が現れる１次共振回転数の通過時、コニカルモードの振動が現れる２次共振回転数の通過時の洗濯槽の回転数ならびに時間を制御することにより、異常振動を未然に防ぐことを可能とする。また、洗濯槽の高速回転数域でのパラレルモードとコニカルモードの振動を検知することで、騒音を予測し、その予測された騒音を基に回転数を制御して、静かで且つ短時間の脱水を実現する洗濯機が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

さらに、誘導電動機により回転圧縮機を駆動する場合にも良好な振動低減効果を発揮できる振動低減装置を提供するために、トルク指令に基づいて回転圧縮機の電動機の発生トルクを制御するトルク制御インバータと、回転圧縮機の回転方向加速度検出手段により検出された回転方向加速度に基づいてトルク制御インバータに与えるトルク指令を発生するトルク指令発生手段とを含み、回転方向加速度検出手段が、回転圧縮機の中心からの角度差が９０°となる所定位置においてケーシングに装着された一対の加速度検出手段と、両加速度検出手段からの出力信号の差を算出する差算出手段とを含む回転圧縮機の振動低減装置が提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開２００８−１４２２３１号公報（第１頁、第１図） 特開２００２−１９６８２８号公報（第１頁、第１図） 特開２００６−１４１５６６号公報（第１頁、第１図） 特開平０４−１８５２９４号公報（第２頁、第４図）

しかしながら、特許文献１に記載された洗濯機における振動とそれに伴う騒音を低減する技術は、検出した振動をフィードバックして振動を抑制するよう制御されるが、モータの回転により発生する振動以外の振動が検出されると、モータにより振動を抑制することができず、フィードバック制御が破綻してしまい、かえって振動が大きくなるという課題がある。

また、特許文献２に記載された機械振動を補償する方法における振動低減技術は、検出した振動から特定の周波数成分を抽出することで外乱による影響を排除するが、モータ制御により抑制可能なモータの速度脈動による回転軸に対する接線方向に現れる振動と、モータにより抑制が困難なモータの回転子のアンバランスによる回転軸に対して振れ回る振動が同一周波数成分であるため、モータにより抑制できない振れ回り振動の影響により制御が破綻し、かえって振動を増大させるという課題がある。

また、特許文献３に記載された洗濯機の脱水時の騒音低減の技術は、検出した振動をコニカルモードとパラレルモードに分離するが、コニカルモードには接線振動と振れ回り振動が含まれるため、モータにより振動の抑制が困難な振れ回り振動の影響により、制御が不安定になり振動が増大するという課題がある。

また、特許文献４に記載された回転圧縮機の振動低減装置における振動低減技術は、二つの加速度ピックアップを用いるため、コスト面で不利なだけでなく、加速度ピックアップの電源線や信号線が増えるなど取り付け面においても課題がある。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、モータの振動による機器の経年劣化や、モータ駆動中の振動抑制及び振動による機器の劣化や騒音発生によるユーザ不満を解消することができるモータ駆動装置を提供する。

また、そのモータ駆動装置を搭載した圧縮機、その圧縮機を用いる冷凍サイクル装置、洗濯機、洗濯乾燥機並びに送風機を提供する。

この発明に係るモータ駆動装置は、
負荷を駆動するモータと、
モータに電圧を印加するインバータと、
インバータが出力する電圧を制御するインバータ制御手段と、
モータの所定の箇所に取り付けられて、モータの振動を検出する振動検出手段と、
振動検出手段の出力からモータの回転軸に対して接線方向の振動成分を分離する振動分離手段と、
振動分離手段の出力に基づいて、振動を抑制するための信号を出力する振動抑制制御手段と、を備え、
インバータ制御手段は、振動抑制制御手段の出力に基づいてインバータにて印加する電圧を制御するものである。

この発明に係るモータ駆動装置は、振動分離手段が振動検出手段で検出したモータの振動のうち、モータにより振動の抑制可能な回転軸に対して接線方向の振動のみを分離して抽出することで、振動抑制が困難な振動モードの影響を受けることなく、振動抑制制御が可能となるため制御の安定性を保つことが可能となる。

実施の形態１を示す図で、モータ駆動装置１００の構成図。 実施の形態１を示す図で、ＰＷＭ信号生成手段１３の動作を示す図。 実施の形態１を示す図で、電圧制御手段１１の一つめの動作を示す図。 実施の形態１を示す図で、電圧制御手段１１の二つめの動作を示す図。 実施の形態１を示す図で、電圧制御手段１１の三つめの動作を示す図。 実施の形態１を示す図で、モータ３の振動の一例を表す図。 実施の形態１を示す図で、振動分離手段６の動作を示す図。 実施の形態１を示す図で、振動抑制制御手段７の動作を示す図。 実施の形態１を示す図で、振動抑制制御手段７の他の一つの動作を示す図。 実施の形態１を示す図で、モータ駆動装置１００を機器に搭載した場合の動作を示すフローチャート図。 実施の形態１を示す図で、変形例１のモータ駆動装置２００の構成図。 実施の形態１を示す図で、変形例１のモータ駆動装置２００の振動抑制制御手段７の動作を示す図。 実施の形態１を示す図で、変形例１のモータ駆動装置２００の振動抑制制御手段７の他の一つの動作を示す図。 実施の形態２を示す図で、圧縮機２４を駆動するモータ駆動装置３００の構成図。 実施の形態２を示す図で、圧縮機２４を冷凍サイクルに使用する空気調和機４００の冷媒回路図。 実施の形態２を示す図で、空気調和機４００の室外機４００Ａの分解斜視図。 実施の形態２を示す図で、圧縮機２４の縦断面図。 図１７のＡ−Ａ断面図。 実施の形態２を示す図で、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０を取り付けた圧縮機２４の外形図。 実施の形態２を示す図で、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の上面図。 実施の形態２を示す図で、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の側面図（一部を断面で示す）。 実施の形態２を示す図で、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の底面図。 図２０のＸ−Ｘ断面図。 図１９のＹ部付近を示し、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０を図２０のＸ−Ｘ断面で示す図。 実施の形態２を示す図で、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の上面を見た斜視図。 実施の形態２を示す図で、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の底面を見た斜視図。 実施の形態２を示す図で、基板組立２７０を加速度センサ２７２側から見た斜視図。 実施の形態２を示す図で、基板組立２７０を加速度センサ２７２側から見た分解斜視図。 実施の形態２を示す図で、基板組立２７０を加速度センサ２７２の反対側から見た斜視図。 実施の形態２を示す図で、基板押え部品２８０を上面から見た斜視図。 実施の形態２を示す図で、基板押え部品２８０の上面図。 実施の形態２を示す図で、基板押え部品２８０の側面図。 実施の形態２を示す図で、基板押え部品２８０を底面から見た斜視図。 実施の形態２を示す図で、基板押え部品２８０の底面図。 実施の形態２を示す図で、第１の係り止め部２８１の拡大斜視図。 実施の形態２を示す図で、第２の係り止め部２８４の拡大斜視図。 実施の形態２を示す図で、加速度センサ２７２の基本構成図。 実施の形態２を示す図で、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０のモールド金型２０３のセット前の状態を示す分解図。 実施の形態２を示す図で、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０のモールド金型２０３をセットした状態を示す図。 実施の形態２を示す図で、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の製造工程を示す図。 実施の形態３を示す図で、洗濯ドラム２５を駆動するモータ駆動装置５００の構成図。 実施の形態４を示す図で、送風ファン２６を駆動するモータ駆動装置６００の構成図。

実施の形態１．
図１乃至図１０は実施の形態１を示す図で、図１はモータ駆動装置１００の構成図、図２はＰＷＭ信号生成手段１３の動作を示す図、図３は電圧制御手段１１の一つめの動作を示す図、図４は電圧制御手段１１の二つめの動作を示す図、図５は電圧制御手段１１の三つめの動作を示す図、図６はモータ３の振動の一例を表す図、図７は振動分離手段６の動作を示す図、図８は振動抑制制御手段７の動作を示す図、図９は振動抑制制御手段７の他の一つの動作を示す図、図１０はモータ駆動装置１００を機器に搭載した場合の動作を示すフローチャート図である。

図１を参照しながらモータ駆動装置１００について説明する。図１に示すモータ駆動装置１００は、以下に示す要素を備える。
（１）直流電源１：商用電源から供給される交流を直流に変換して得られる；
（２）インバータ２：スイッチング素子１４ａ〜１４ｆを有し、直流電源１を電源として交流電圧（疑似交流電圧）を生成するとともに、モータ３と電気的に接続されている；
（３）モータ３：例えば、ブラシレスＤＣモータ、誘導電動機等；
（４）インバータ制御手段４：ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、マイクロコンピュータ（マイコン）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）等で構成されるが、それ以外に、ＩＣ等の電子回路で構成しても良い。詳細は後述するが、インバータ制御手段４は、回転座標変換手段１０、電圧制御手段１１、逆回転座標変換手段１２、ＰＷＭ信号生成手段１３を備える（詳細は後述する）；
（５）振動検出手段５：モータ３に取り付けられて、モータ３の振動Ｖｉｂを検出する。振動検出手段５は、振動を検出可能なセンサ以外にも、変位センサや加速度センサ、ジャイロセンサ等の振動を検出可能なセンサであれば何を用いても良い。また、振動を検出する軸に関しては、１軸に限らず２軸以上でも何ら問題ない；
（６）振動分離手段６：振動検出手段５が検出したモータ３の振動Ｖｉｂの振動成分のうちモータ３の回転軸に対して接線方向の振動成分Ｖｉｂ＿ｎｒのみを分離して検出する（詳細は後述する）。本実施の形態は、この振動分離手段６に特徴がある；
（７）振動抑制制御手段７：振動分離手段６の出力に基づいて、振動を抑制する補償量Ｖｉｂ＿ｃを演算する（詳細は後述する）；
（８）電流検出手段８：モータ３に流れる電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する。電流検出手段８は、インバータ２とモータ３の間に電流を検出するＤＣＣＴ（直流電流検出器）やＡＣＣＴ（交流変流器）等のホールセンサを用いることで容易に検出が可能である。また、図１では、インバータ２とモータ３の間の電流を検出しているが、直流電源１とインバータ２の間の電流や、インバータ２の下アーム（スイッチング素子１４ｄ，１４ｅ，１４ｆ）に流れる電流を検出するようにしても良い。なお、電流は最低２相分を検出できれば、キルヒホッフの法則に基づいて、例えばＩｕとＩｖが検出できれば、Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０より、Ｉｗ＝−Ｉｕ−Ｉｖにて求めることが可能であり、センサ数削減によるコスト削減が可能である；
（９）直流電圧検出手段９：直流電源１の電圧Ｖｄｃを検出する。直流電圧に関しては、直流電源１の両端に接続した分圧抵抗により電圧を前述のマイコン等で検出できるよう低圧化し、内部で分圧比に基づいて電圧を復元することで検出が可能である。その他にも電圧を検出可能な手段であれば、何を用いて電圧を検出しても何ら問題ない。

次に、インバータ制御手段４の動作について説明する。電流検出手段８にて検出したＵ相、Ｖ相、Ｗ相の電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗと、モータ３の回転位相θ（磁極位置）を用いて回転座標変換手段１０において、次式（１）を用いて回転座標系（ｄｑ座標系）の電流Ｉｄ、Ｉｑに変換する。

振動抑制制御手段７の出力Ｖｉｂ＿ｃと、電流Ｉｄ、Ｉｑを用いて電圧制御手段１１において、ｄｑ座標系の電圧指令Ｖｄ＊、Ｖｑ＊を生成するとともに、磁極位置θの演算を行う。電圧制御手段１１の動作については後述する。ここでは、ｄｑ座標系にて説明するが、ＵＶＷもしくは直交座標系であるαβ座標上で制御を行っても何ら問題ない。

その後、電圧制御手段１１にて得られたＶｄ＊、Ｖｑ＊を、磁極位置θを用いて、次式（２）により逆回転座標変換手段１２において、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧指令Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊を求める。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電圧指令Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊の求め方については、今回は逆回転座標変換により求めたが、二相変調や三相変調、空間ベクトル変調などの方法を用いても何ら問題ない。

さらに、逆回転座標変換手段１２と電流検出手段８の出力とを用いて、ＰＷＭ信号生成手段１３において、インバータ２内のスイッチング素子１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆを駆動するＰＷＭ信号を生成して、インバータ２が出力する電圧を制御する。

ＰＷＭ信号生成手段１３の信号生成方法について説明する。図２はＰＷＭ信号生成手段１３の入出力波形を示す図である。ここで、電圧指令Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊は、式（２）により求めることができるが、ここでは説明を容易にするため、次式（３）〜（５）の通り定義する。但し、Ａは電圧指令の振幅である。

式（３）〜式（５）により得られた電圧指令信号と所定の周波数で振幅Ｖｄｃ／２（ここで、Ｖｄｃは直流電圧検出手段９にて検出した母線電圧）のキャリア信号を比較し、相互の大小関係に基づきＰＷＭ信号ＵＰ，ＶＰ，ＷＰ，ＵＮ，ＶＮ，ＷＮを生成する。

続いて電圧制御手段１１の動作について説明する。図３は電圧制御手段１１の一つめの動作を示す図で、電圧制御手段１１の入出力関係を示す。速度制御器１５は、速度指令ω＊と速度推定器１８の出力ωの差に基づいて、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊を求める。

また、ｄ軸電流制御器１６は、ｄ軸電流指令Ｉｄ＊とｄ軸電流Ｉｄの差に基づいて、ｄ軸指令電圧Ｖｄ＊を求める。

また、ｑ軸電流制御器１７は、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊とｑ軸電流Ｉｑの差に基づいて、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を求める。

速度制御器１５、ｄ軸電流制御器１６、ｑ軸電流制御器１７については、比例制御、積分制御、比例積分制御などの一般的に用いられる制御器で容易に実現可能であり、その他の制御方法を用いても何ら問題ない。

速度推定器１８については、ｄ軸指令電圧Ｖｄ＊、ｑ軸電圧指令Ｖｑ＊、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑ等を用いて、モータ３の電圧電流方程式に基づいて速度ωを求めることが可能である。また、モータ３の磁極位置θを検出するセンサ（図示せず）を用いて、速度ωを求めても何ら問題ない。

さらに、位置推定器１９に関しては、速度推定器１８で得られた速度ωを積分することでモータ３の磁極位置θを得ることができる。また、エンコーダ等で直接、磁極位置θを検出しても何ら問題ない。

図３では、速度指令ω＊に振動抑制制御手段７の出力Ｖｉｂ＿ｃを加算することで、振動発生の原因であるモータ３の速度リップルによる速度ムラを抑えるように、速度を制御することで振動を抑制する。

また、前述の速度リップルは、次式（６）の通り、モータ３が駆動する負荷トルクτｌと、モータ３が発生するトルクτｍに差がある場合に発生する。但し、Ｊはモータ３及び負荷のイナーシャである。

すなわち、トルクτｍと負荷トルクτｌを一致させることで、速度リップルの発生が抑えられる。そこで、モータ３のトルクτｍは、表面磁石形同期モータの場合には、極対数Ｐｍとモータ３の誘起電圧定数φｆ、ｑ軸電流Ｉｑの積で表される。そのため、図４に示すように、ｑ軸電流指令Ｉｑ＊を、振動を抑制する補償量Ｖｉｂ＿ｃを用いて調整するように構成することで、トルクτｍと負荷トルクτｌを一致させることができる。

また同様に、図５に示すように、トルクτｍに関係するｑ軸電圧指令Ｖｑ＊を、振動を抑制する補償量Ｖｉｂ＿ｃを用いて調整するように構成しても同様の効果を得ることができる。ここでは、図示しないが、直接トルク指令を与える制御系においては、直接トルクを操作することで同様の効果を得ることができる。また、ここで説明した以外の制御系でも同様の効果が得られる。

続いて振動分離手段６の動作について説明する。図６はモータ３の振動の一例を表す図である。モータ３の振動としては、速度リップル発生によるモータ回転軸に対して接線方向の振動（接線振動）と、モータ３の機械的アンバランスによる振れ回り振動とに分けられ、実際に検出される振動は、その二つ（接線振動、振れ回り振動）が合成されたものとなる。

接線振動は、モータ３の速度リップルによって発生しているため、モータ３の制御により抑制が可能であるのに対して、振れ回り振動は機械的なアンバランスにより発生するため、モータ３の制御により抑制することが困難である。そのため、振動を抑制する制御を行っても振れ回り振動成分が残り続けるため、振動抑制を行う制御系が発散する恐れがある。

ここで、図６におけるｘｙ座標系にて、接線振動のリサージュ波形は直線軌跡を描くことから、ｘ方向の振動Ａｘｔとｙ方向の振動Ａｙｔは、次式（７）で表すことが可能である。但し、Ａｔは接線加速度の振幅、φは接線加速度の傾き、αは接線加速度の位相である。また、θｍはモータ３（ロータ）の機械的な回転位置であり、磁極位置θをモータ３の極対数Ｐｍで除したものである。

また、振れ回り振動は円軌跡を描くことから、次式（８）にて表すことが可能である。Ａｓは振れ回り加速度の振幅、βは振れ回り加速度の初期位相である。

よって、合成振動Ｖｉｂ（Ａｘ、Ａｙ）は次式（９）で表される。

ここで、合成振動Ｖｉｂに含まれる振れ回り振動を除去する方法について、図７を用いて説明する。図７において、式（９）に示すＡｘ、Ａｙを回転座標変換手段１０を用いて、式（１０）に示すように回転座標上の振動Ａｄ、Ａｑに変換を行う。すると、式（１０）の第一項は接線振動の交流成分、第二項は接線振動の直流成分、第三項は振れ回り振動の直流成分になる。

ここで、式（１０）により得られた、Ａｄ、ＡｑをＨＰＦ２０（Ｈｉｇｈ Ｐａｓｓ Ｆｉｌｔｅｒ）において直流成分を除去した信号Ａｄ＿ｈｐｆ、Ａｑ＿ｈｐｆは、式（１１）となる。ＨＰＦ２０を、回転座標変換手段１０の出力の低周波成分を除去する低周波成分除去手段と定義する。

さらに、式（１１）を式（１２）に示すように、逆回転座標変換手段１２により逆回転座標変換を行うと振幅は１／２になるものの、接線振動成分のみの信号Ｖｉｂ＿ｎｒ（Ａｘ＿ｎｒ、Ａｙ＿ｎｒ）を得ることが可能となる。つまり回転軸方向に対して垂直方向、且つ互いに９０度の角度を持つ２軸以上の振動を検出することにより、接線振動成分のみを分離して検出することが可能となる。

また、振れ回り振動がモータ３の回転に同期しておらず、例えばモータ３の回転の２倍の周波数で変化する場合には、θｍを２×θｍとして、前述の演算を行うことで振れ回り振動を除去することができることは言うまでもない。

次に、振動抑制制御手段７の動作について説明する。振動抑制制御手段７は、式（１２）で得られたＶｉｂ＿ｎｒのうち、例えばＡｘ＿ｎｒを用いて、図８に示すように、その振動がゼロになるよう振動抑制補償量演算手段２１にて、振動補償量Ｖｉｂ＿ｃを求める。但し、Ａｘ＿ｎｒの代わりにＡｙ＿ｎｒを用いても、位相が９０度異なるだけで、同じく接線振動成分を有しているため、どちらを用いても振動抑制制御が可能である。

また、マイコン等で制御を行う場合には、無駄時間等の影響を受けるため、図９に示すように、図８の振動抑制制御手段７に位相を調整する位相調整手段２２を追加することで、確実に振動を抑制することが可能となる。位相調整手段２２による位相調整量は、振動の増減を検出して減少する位相に設定すればよい。

なお、振動抑制補償量演算手段２１については、比例制御、積分制御、比例積分制御などの一般的に用いられる制御器で容易に実現可能であり、その他の制御方法を用いても何ら問題ない。

振動抑制制御手段７の出力であるＶｉｂ＿ｃを、前述の通りω＊、Ｉｑ＊、Ｖｑ＊等に加減算することで、振動を抑制することが可能となる。

ここで、実際の機器（圧縮機、空気調和機、ヒートポンプ式給湯器、洗濯機、洗濯乾燥機及び送風機等）に搭載した場合の動作について、図１０のフローチャートを用いて説明する。
（１）Ｓ１：モータ駆動装置１００を動作させた場合、初めに機器のシステムの初期化処理を行う；
（２）Ｓ２：その後、機器に搭載されたモータ３の起動要求が来るまで待機する；
（３）Ｓ３：モータ３の起動要求が来た場合に、モータ３を起動しモータ３の振動検出を行う；
（４）Ｓ４：検出した振動値に基づいて、制御に不要な振れ回り振動を除去する；
（５）Ｓ５：その後、振れ回り振動を除去した振動成分を用いて振動抑制を制御するための補償量を求める；
（６）Ｓ６：インバータ制御手段４にて、モータ３に印加する電圧を演算して、インバータ２を動作させる；
（７）Ｓ７：この動作を停止要求があるまで継続して行い、停止要求が来た場合に運転を停止する。
以上の動作により、モータ３の振動を抑えた運転が可能となる。

本実施の形態によれば、モータ３が回転することにより発生する振動を、振動センサ（振動検出手段５）により検出した振動を用いて抑制することが可能となるため、モータ３自体やモータ３に接続された機器への振動が小さくなるため、振動による破壊や騒音の発生を抑制することが可能となり、信頼性の高いモータ駆動装置１００を得ることが可能となる。

振動検出手段５の出力から、振動分離手段６によりモータ３の制御により抑制ができない振れ回り振動を除去することが可能となり、また制御系の発散による異常振動を抑制することが可能となるため信頼性の高いモータ駆動装置１００を得ることができる。

また、一つの振動検出手段５のみで接線振動を精度良く検出可能であるため、複数の振動検出手段５によるコスト増加を抑制できるだけでなく、振動検出手段５の配線も簡素化が可能である。

図１１乃至図１３は実施の形態１を示す図で、図１１は変形例１のモータ駆動装置２００の構成図、図１２は変形例１のモータ駆動装置２００の振動抑制制御手段７の動作を示す図、図１３は変形例１のモータ駆動装置２００の振動抑制制御手段７の他の一つの動作を示す図である。

変形例１のモータ駆動装置２００は、振動抑制制御手段７の入力に磁極位置θが加わった以外は、モータ駆動装置１００（図１）の構成と同様であるため、同一箇所には同一の符号を付して説明は省略し、変更点のみ説明する。

図１１に示すように、変形例１のモータ駆動装置２００は、振動抑制制御手段７の入力に、振動分離手段６からの接線方向の振動成分Ｖｉｂ＿ｎｒの他に、磁極位置θ（電圧制御手段１１の出力）が加わる。

入力としてＶｉｂ＿ｎｒの内、Ａｘ＿ｎｒ、Ａｙ＿ｎｒのどちらを用いても制御可能であることは前述の通りであるが、ここではＡｘ＿ｎｒを入力とした場合について図１２、図１３を用いて説明する。

振動抑制制御手段７は、Ａｘ＿ｎｒと磁極位置θに基づいて、特定周波数成分抽出手段２３にて、検出した振動のうち、特定の周波数成分のみを抽出する。図１２では、磁極位置θを極対数Ｐｍで除したものが、モータ３の機械的な回転角となる。ｎ＝１の場合は、１ｆ成分の回転角、ｎ＝２の場合は、２ｆ成分の回転角となる。この回転角θｎ（ｎは自然数）を用いて、Ａｘ＿ｎｒにｓｉｎθｎ、ｃｏｓθｎを乗じて、これらを積分することでフーリエ変換を行い、ａｎ、ｂｎを得る。

得られたａｎ、ｂｎが０となるよう比例積分（ＰＩ）制御を行い、再度ｓｉｎθｎ、ｃｏｓθｎを乗じて加算することで、振動補償量Ｖｉｂ＿ｃを得ることができる（振動抑制補償量演算手段２１）。なお、ここでは、比例積分制御を用いたが、比例制御、積分制御等の一般的に用いられる制御を用いも何ら問題ない。

さらにフーリエ変換を用いて特定周波数成分を抽出したが、フーリエ級数展開、高速フーリエ変換、離散フーリエ変換、ウェーブレット変換等の周波数を抽出する手段を用いても何ら問題ない。

また、マイコン等で制御を行う場合には、無駄時間等の影響を受けるため、図１３に示すように位相を調整する位相調整手段２２を設けることで、無駄時間による制御遅れの影響を排除し、確実に振動を抑制することが可能となる。位相調整手段２２による位相調整量は、振動の増減を検出して、減少する位相に設定すればよい。

変形例１のモータ駆動装置２００によれば、モータ３が回転することにより発生する振動を、振動センサ（振動検出手段５）により検出した振動を用いて抑制することが可能となるため、モータ自体やモータに接続された機器への振動が小さくなり、振動による破壊や騒音の発生を抑制することが可能となり、信頼性の高いモータ駆動装置２００を得ることが可能となる。

振動検出手段５の出力から、振動分離手段６によりモータ３の制御により抑制ができない振れ回り振動を除去することが可能となるため、制御系の発散による異常振動を抑制することが可能となるため、信頼性の高いモータ駆動装置２００を得ることができる。

また、検出した振動から特定周波数成分のみを抽出するため、外乱等による振動が振動検出手段５にて検出された場合においても、外乱の振動成分を排除することが可能となる。従って、制御系への影響を最小限にすることが可能となり、信頼性の高いモータ駆動装置２００を得ることが可能となる。

また、一つの振動検出手段５のみで接線振動を精度良く検出可能であるため、複数の振動検出手段５によるコスト増加を抑制できるだけでなく、振動検出手段５の配線も簡素化が可能である。

実施の形態２．
図１４乃至図４０は実施の形態２を示す図で、図１４は圧縮機２４を駆動するモータ駆動装置３００の構成図、図１５は圧縮機２４を冷凍サイクルに使用する空気調和機４００の冷媒回路図、図１６は空気調和機４００の室外機４００Ａの分解斜視図、図１７は圧縮機２４の縦断面図、図１８は図１７のＡ−Ａ断面図、図１９は圧縮機用ターミナル保護カバー１６０を取り付けた圧縮機２４の外形図、図２０は圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の上面図、図２１は圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の側面図（一部を断面で示す）、図２２は圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の底面図、図２３は図２０のＸ−Ｘ断面図、図２４は図１９のＹ部付近を示し、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０を図２０のＸ−Ｘ断面で示す図、図２５は圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の上面を見た斜視図、図２６は圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の底面を見た斜視図、図２７は基板組立２７０を加速度センサ２７２側から見た斜視図、図２８は基板組立２７０を加速度センサ２７２側から見た分解斜視図、図２９は基板組立２７０を加速度センサ２７２の反対側から見た斜視図、図３０は基板押え部品２８０を上面から見た斜視図、図３１は基板押え部品２８０の上面図、図３２は基板押え部品２８０の側面図、図３３は基板押え部品２８０を底面から見た斜視図、図３４は基板押え部品２８０の底面図、図３５は第１の係り止め部２８１の拡大斜視図、図３６は第２の係り止め部２８４の拡大斜視図、図３７は加速度センサ２７２の基本構成図、図３８は圧縮機用ターミナル保護カバー１６０のモールド金型２０３のセット前の状態を示す分解図、図３９は圧縮機用ターミナル保護カバー１６０のモールド金型２０３をセットした状態を示す図、図４０は圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の製造工程を示す図である。

図１４に示すモータ駆動装置３００は、空気調和機、ヒートポンプ給湯器、冷蔵庫等の冷凍サイクルに使用される圧縮機２４を駆動する。尚、空気調和機、ヒートポンプ給湯器、冷蔵庫等を、冷凍サイクル装置と定義する。

先ず、圧縮機に電力供給を行うターミナルを埃や水などから防ぎ、導電性の異物などの接触を防ぐために設けられ、ピエゾ抵抗効果を用いて圧縮機の３軸加速度を検出する電子部品（実施の形態１の振動検出手段５に相当する）を実装した基板をターミナル保護カバーの天面に埋没するように熱硬化性樹脂で一体に成形して製作されるターミナル保護カバーを説明する前に、ターミナルが設けられる圧縮機を使用する冷媒回路（冷凍サイクル）及び圧縮機が設置される空気調和機の室外機について説明する。

図１５に示すように、空気調和機の冷媒回路は、主に以下に示す要素により構成され、これらの各要素を順次接続して冷凍サイクルを構成する。
（１）冷媒を圧縮する圧縮機２４；
例えば、空気調和機（小形）の圧縮機２４には、主にロータリ圧縮機（シングルシリンダ）が使用されている。ロータリ圧縮機（シングルシリンダ）は、ローリングピストンが回転軸（主軸）に対して偏心して回転するため、回転速度に同期したアンバランス振動が発生し振れ回り振動が発生すると共に、圧縮時の負荷トルク変動が回転速度に同期して発生するため、速度リップルが生じて接線方向の振動が発生する。ロータリ圧縮機以外に、スクロール圧縮機等も用いられる。また、冷媒には、主にＲ４１０Ａが使用される。また、圧縮機２４の潤滑油には、非相溶油、エステル油、エーテル油等が用いられる。
（２）冷房運転と暖房運転とで冷媒の流れる方向を切り替える四方弁３２；
四方弁３２は、冷房運転時は図１５の実線で示すように、圧縮機２４から室外側熱交換器３３、室内側熱交換器３５から圧縮機２４へ冷媒が流れるように、暖房運転時は、図１５の破線で示すように、圧縮機２４から室内側熱交換器３５、室外側熱交換器３３から圧縮機２４へ冷媒が流れるように動作する。
（３）冷房運転時は凝縮器、暖房運転時は蒸発器として動作する室外側熱交換器３３；
（４）高圧の液冷媒を減圧して低圧の気液二相冷媒にする減圧装置３４（例えば、電子制御式膨張弁）；
（５）冷房運転時は蒸発器、暖房運転時は凝縮器として動作する室内側熱交換器３５。

図１５の実線矢印は、冷房運転時の冷媒の流れる方向を示す。また、図１５の破線矢印は、暖房運転時の冷媒の流れる方向を示す。

室外側熱交換器３３には室外側送風機３６（例えば、軸流ファン）が設けられ、そして室内側熱交換器３５には室内側送風機３７（例えば、貫流ファン）が設けられている。

冷房運転時は、圧縮機２４から圧縮された高温高圧の冷媒が吐出し、四方弁３２を介して室外側熱交換器３３へ流入する。この室外側熱交換器３３では、その風路に設けられた室外側送風機３６（例えば、軸流ファン）により室外の空気が室外側熱交換器３３のフィンとチューブ（伝熱管）の間を通過しながら冷媒と熱交換し、冷媒は冷却されて高圧の液状態になり、室外側熱交換器３３は凝縮器として作用する。その後、減圧装置３４（例えば、電子制御式膨張弁）を通過して減圧され低圧の気液二相冷媒となり室内側熱交換器３５に流入する。室内側熱交換器３５では、その風路に取り付けられた室内側送風機３７（例えば、貫流ファン）の駆動により室内空気が室内側熱交換器３５のフィンとチューブ（伝熱管）の間を通過し冷媒と熱交換することにより、室内空間に吹き出される空気は冷やされ、一方冷媒は空気より熱を受け取り蒸発して気体状態となり（室内側熱交換器３５は蒸発器として作用する）、冷媒はその後圧縮機２４へ戻る。室内側熱交換器３５で冷却された空気により、室内空間を空調（冷房）する。

また、暖房運転時は、四方弁３２が反転することより、冷凍サイクルにおいて上記冷房運転時の冷媒の流れと逆向きに冷媒が流れ、室内側熱交換器３５が凝縮器として、室外側熱交換器３３が蒸発器として作用する。室内側熱交換器３５で暖められた空気により、室内空間を空調（暖房）する。

図１６に示すように、空気調和機４００の室外機４００Ａは、主に以下に示す要素により構成される。
（１）平面視で略Ｌ字状の室外側熱交換器３３；
（２）室外機４００Ａの筐体の底部を構成する底板３８（ベース）；
（３）筐体の天面を構成する平板状のトップパネル３９；
（４）筐体の前面と一側部を構成する平面視で略Ｌ字状のフロントパネル４０；
（５）筐体の他側部を構成するサイドパネル４１；
（６）風路（送風機室）と機械室を分けるセパレータ４２；
（７）電気品が収納される電気品ボックス４３；
（８）冷媒を圧縮する圧縮機２４；
（９）冷媒回路を形成する冷媒配管・冷媒回路部品類４４；
（１０）室外側熱交換器３３に送風を行う室外側送風機３６。

次に、圧縮機２４について、図１７乃至図１９を参照しながらロータリ圧縮機（シングルシリンダ）を一例として説明する。図１７乃至図１９に示す圧縮機２４（ロータリ圧縮機（シングルシリンダ））は、密閉容器１７０内が高圧の縦型のものである。密閉容器１７０内の下部に圧縮要素１６５（負荷の一例）が収納される。密閉容器１７０内の上部で、圧縮要素１６５の上方に圧縮要素１６５を駆動する電動要素１５０（例えば、誘導電動機）が収納される。ここでは、電動要素１５０として、誘導電動機を示すが、ブラシレスＤＣモータでもよい。

密閉容器１７０内の底部に、圧縮要素１６５の各摺動部を潤滑する冷凍機油１９０が貯留されている。

先ず、圧縮要素１６５の構成を説明する。内部に圧縮室が形成されるシリンダ１０１は、外周が平面視略円形で、内部に平面視略円形の空間であるシリンダ室１０１ｂ（図１８参照）を備える。シリンダ室１０１ｂは、軸方向両端が開口している。シリンダ１０１は、側面視で所定の軸方向の高さを持つ。

シリンダ１０１の略円形の空間であるシリンダ室１０１ｂに連通し、半径方向に延びる平行なベーン溝１０１ａ（図１８参照）が軸方向に貫通して設けられる。

また、ベーン溝１０１ａの背面（外側）に、ベーン溝１０１ａに連通する平面視略円形の空間である背圧室１０１ｃ（図１８参照）が設けられる。

シリンダ１０１には、冷凍サイクルからの吸入ガスが通る吸入ポート（図示せず）が、シリンダ１０１の外周面からシリンダ室１０１ｂに貫通している。

シリンダ１０１には、略円形の空間であるシリンダ室１０１ｂを形成する円の縁部付近（電動要素１５０側の端面）を切り欠いた吐出ポート（図示せず）が設けられる。

シリンダ１０１の材質は、ねずみ鋳鉄、焼結、炭素鋼等である。

ローリングピストン１０２が、シリンダ室１０１ｂ内を偏心回転する。ローリングピストン１０２はリング状で、ローリングピストン１０２の内周が回転軸５０の偏心軸部５０ａに摺動自在に嵌合する。

ローリングピストン１０２が、回転軸５０の偏心した偏心軸部５０ａに摺動自在に嵌合して、シリンダ室１０１ｂ内を偏心回転するので、回転速度に同期したアンバランス振動が発生し振れ回り振動が発生する。電動要素１５０の回転子１１１に、図示しないバランスウエイトを取り付けて、この振れ回り振動を緩和する方法もあるが、十分ではない。

ローリングピストン１０２の外周と、シリンダ１０１のシリンダ室１０１ｂの内壁との間は、常に一定の隙間があるように組立られる。

ローリングピストン１０２の材質は、クロム等を含有した合金鋼等である。

ベーン１０３がシリンダ１０１のベーン溝１０１ａ内に収納され、背圧室１０１ｃに設けられるベーンスプリング１０８（図１７参照）でベーン１０３が常にローリングピストン１０２に押し付けられている。圧縮機２４（ロータリ圧縮機）は、密閉容器１７０内が高圧であるから、運転を開始するとベーン１０３の背面（背圧室１０１ｃ側）に密閉容器１７０内の高圧とシリンダ室１０１ｂの圧力との差圧による力が作用するので、ベーンスプリング１０８は主に圧縮機２４（ロータリ圧縮機）の起動時（密閉容器１７０内とシリンダ室１０１ｂの圧力に差がない状態）に、ベーン１０３をローリングピストン１０２に押し付ける目的で使用される。

ベーン１０３の形状は、平たい（周方向の厚さが、径方向及び軸方向の長さよりも小さい）略直方体である。

ベーン１０３の材料には、高速度工具鋼が主に用いられている。

主軸受け１０４は、回転軸５０の主軸部５０ｂ（偏心軸部５０ａより上の部分で、回転子１１１に嵌合する部分）に摺動自在に嵌合するとともに、シリンダ１０１のシリンダ室１０１ｂ（ベーン溝１０１ａも含む）の一方の端面（電動要素１５０側）を閉塞する。

主軸受け１０４は、吐出弁（図示せず）を備える。但し、主軸受け１０４、副軸受け１０５のいずれか一方、または、両方に付く場合もある。

主軸受け１０４は、側面視略逆Ｔ字状である。

副軸受け１０５が、回転軸５０の副軸部５０ｃ（偏心軸部５０ａより下の部分）に摺動自在に嵌合するとともに、シリンダ１０１のシリンダ室１０１ｂ（ベーン溝１０１ａも含む）の他方の端面（冷凍機油１９０側）を閉塞する。

副軸受け１０５は、側面視略Ｔ字状である。

主軸受け１０４、副軸受け１０５の材質は、シリンダ１０１の材質と同じで、ねずみ鋳鉄、焼結、炭素鋼等である。

主軸受け１０４には、その外側（電動要素１５０側）に吐出マフラ１０７が取り付けられる。主軸受け１０４の吐出弁から吐出される高温・高圧の吐出ガスは、一端吐出マフラ１０７に入り、その後吐出マフラ１０７から密閉容器１７０内に放出される。但し、副軸受け１０５側に吐出マフラ１０７を持つ場合もある。

密閉容器１７０の横に、冷凍サイクルからの低圧の冷媒ガスを吸入し、液冷媒が戻る場合に液冷媒が直接シリンダ１０１のシリンダ室に吸入されるのを抑制する吸入マフラ１２１が設けられる。吸入マフラ１２１は、シリンダ１０１の吸入ポートに吸入管１２２を介して接続する。吸入マフラ１２１本体は、溶接等により密閉容器１７０の側面に固定される。

密閉容器１７０には、電力の供給源である電源に接続する端子１２４（ガラス端子という）が、溶接により固定されている。図１７の例では、密閉容器１７０の上面に端子１２４が設けられる。端子１２４には、電動要素１５０の固定子１１２からのリード線１２３が接続される。

密閉容器１７０の上面に、両端が開口した吐出管１２５が嵌挿されている。圧縮要素１６５から吐出される吐出ガスは、密閉容器１７０内から吐出管１２５を通って外部の冷凍サイクルへ吐出される。

圧縮機２４（ロータリ圧縮機（シングルシリンダ））の一般的な動作について説明する。端子１２４、リード線１２３から電動要素１５０の固定子１１２に電力が供給されることにより、回転子１１１が回転する。すると回転子１１１に固定された回転軸５０が回転し、それに伴いローリングピストン１０２はシリンダ１０１のシリンダ室１０１ｂ内で偏心回転する。シリンダ１０１のシリンダ室１０１ｂとローリングピストン１０２との間の空間は、ベーン１０３によって２分割されている。回転軸５０の回転に伴い、それらの２つの空間の容積が変化し、片側はだんだん容積が広がることにより吸入マフラ１２１より冷媒を吸入し、他側は容積が除々に縮小することにより、中の冷媒ガスが圧縮される。圧縮された吐出ガスは、吐出マフラ１０７から密閉容器１７０内に一度吐出され、更に電動要素１５０を通過して密閉容器１７０の上面にある吐出管１２５より密閉容器１７０外へ吐出される。

電動要素１５０を通過する吐出ガスは、例えば、電動要素１５０の回転子１１１の風穴部（貫通孔、図示せず）、固定子鉄心１１２ａのスロットオープニング（図示せず、スロット開口部ともいう）含む空隙（図示せず）、固定子鉄心１１２ａの外周に配置された固定子切欠（図示せず）等を通る。

圧縮要素１６５に設けられる、摺動部を構成する部品をまとめる。
（１）シリンダ１０１；
（２）ローリングピストン１０２；
（３）ベーン１０３；
（４）主軸受け１０４；
（５）副軸受け１０５；
（６）回転軸５０。

密閉容器１７０の外側では、外部の電源からリード線が接続された端子１２４（ガラス端子）の端子付近は導電部が剥き出しであり、そのまま空気調和機の室外機に組み込まれると、埃、水、導電性異物等により端子１２４が絶縁不良になる恐れがある。

そこで、端子１２４の外部に露出している部分を埃、水、導電性異物等から保護する圧縮機用ターミナル保護カバーが必要になる。

図１９の圧縮機２４の外形図に示すように、圧縮機２４の密閉容器１７０の上面に立設しているロッド１４６を利用して、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０を圧縮機２４に固定する。

ナット１４７をロッド１４６のねじ部１４６ａに締結して、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０をロッド１４６に固定する。

図２０乃至図２３を参照しながら、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０について説明する。圧縮機用ターミナル保護カバー１６０は、ＢＭＣ（不飽和ポリエステル）等の熱硬化性樹脂でモールド成形して形成される。

図２０乃至図２３に示すように、モールド部１６１は、ターミナル保護部１６３と足部１６２とからなる。ターミナル保護部１６３は圧縮機２４の端子１２４を覆い、端子１２４を埃、水、導電性の異物等から保護する部分である。また、足部１６２により、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０は圧縮機２４の密閉容器１７０のロッド１４６に固定される。

詳細は後述するが、基板に３軸加速度センサを実装した基板組立２７０が、ターミナル保護部１６３の天面部に埋設されている。

基板に３軸加速度センサを実装した基板組立２７０を、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０に埋設されている点に特徴がある。

足部１６２の上面には、圧縮機２４の密閉容器１７０のロッド１４６（図１９参照）に挿入されるねじ穴１６２ａが設けられる。

図２４は図１９のＹ部付近を示し、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０を図２０のＸ−Ｘ断面で示す図であるが、具体的には、図２４に示すように、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の足部１６２に設けられたねじ穴１６２ａをロッド１４６に通し、ねじ穴１６２ａをロッド１４６の段差部１４６ｂ（ロッド１４６の先端部よりも径が大きい部分）に当接させる。このとき、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０と密閉容器１７０との間に、所定の隙間（数ミリ）ができるような構成とする。この所定の隙間がないと、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の密閉容器１７０に対する軸方向の位置が決まらない。また、所定の隙間が大きすぎると埃、水、導電性の異物等が端子１２４へ侵入する恐れが生じる。

さらに、ナット１４７をねじ部１４６ａに締結して、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０をロッド１４６に固定する。

図２５、図２６を参照しながら、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０についてさらに説明する。圧縮機用ターミナル保護カバー６０は、既に説明したように、圧縮機２４の端子１２４を覆い、端子１２４を埃、水、導電性の異物等から保護するターミナル保護部１６３と、圧縮機２４の密閉容器１７０のロッド１４６に固定される足部１６２とからなるモールド部１６１に、基板組立２７０が埋設されている。

図２５に示すように、ターミナル保護部１６３の上面に、後述する基板押え部品２８０の突起２８５の端面が表出している。この点については、後述する。

図２６に示すように、ターミナル保護部１６３の底面に、後述する基板押え部品２８０の突起２８３が突出している。この点についても、後述する。

図２７乃至図２９に示すように、基板組立２７０は、少なくとも加速度センサ２７２が実装された基板２７１と、リード線２７４が接続され、基板２７１に半田付けされるボードイン形コネクタ２７５と、リード線２７４を口出しするリード線口出し部品２７３と、基板２７１に組み付けられる基板押え部品２８０と、を備える。

略正方形の基板２７１の各辺の外周縁部には、基板押え部品２８０の第１の係り止め部２８１（三個）、第２の係り止め部２８４（一個）が係り止められる切欠き２７６ａ，２７６ｂが形成されている。

切欠き２７６ａ，２７６ｂは、略四角形であるが、これに限定されない。任意の形状でよい。

二つの切欠き２７６ａは、ボードイン形コネクタ２７５が半田付される辺に隣接する二辺の略中央部に形成されている。二つの切欠き２７６ａは、加速度センサ２７２を間にして対向している。

二つの切欠き２７６ａに、一つの第１の係り止め部２８１と、一つの第２の係り止め部２８４が係り止められる。

ボードイン形コネクタ２７５が半田付される辺に形成される切欠き２７６ｂは、ボードイン形コネクタ２７５と重ならないように辺の中央部からずれた位置に形成される。

ボードイン形コネクタ２７５が半田付される辺の対辺の切欠き２７６ｂは、ボードイン形コネクタ２７５が半田付される辺に形成される切欠き２７６ｂと点対称に形成される。

二つの切欠き２７６ｂに、二つの第１の係り止め部２８１が係り止められる。

図３０乃至図３６を参照しながら基板押え部品２８０について詳述する。図に示すように、基板押え部品２８０は、全体が略四角形の額縁状である。基板押え部品２８０は、基板２７１の加速度センサ２７２側の面の四隅に突起２８５（四個）が立設している。

基板押え部品２８０は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）等の熱可塑性樹脂を射出成形して形成される。

基板押え部品２８０の四個の突起２８５は、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０をモールド成形する際に、基板組立２７０の軸方向（圧縮機２４に取り付けた際の軸方向）の一方の位置決めになる。

そのため、図２５に示すように、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０のターミナル保護部１６３の上面に、基板押え部品２８０の四個の突起２８５の端面が露出している。

基板押え部品２８０は、四つの連結部２８６で全体が略四角形の額縁状に形成されている。

四つの連結部２８６の突起２８５と反対側の面に、前述の第１の係り止め部２８１（三個）、第２の係り止め部２８４（一個）が形成されている。

第１の係り止め部２８１は、連結部２８６から延びる略角柱状の足部２８２と、足部２８２の先端に形成される略円柱状の突起２８３とを備える（特に、図３５参照）。また、第１の係り止め部２８１の足部２８２には、段差部２８２ａが形成されている。足部２８２が基板２７１の切欠き２７６ａ，２７６ｂに嵌り、さらに連結部２８６と段差部２８２ａとで基板２７１を挟持することで、基板押え部品２８０が基板２７１に固定される。但し、後述する第２の係り止め部２８４も同様の機能を有し、第１の係り止め部２８１と第２の係り止め部２８４とで基板２７１を挟持することにより、基板押え部品２８０が基板２７１に固定される。

基板押え部品２８０の第１の係り止め部２８１の足部２８２及び第２の係り止め部２８４が基板２７１の切欠き２７６ａ，２７６ｂに嵌まることで、基板押え部品２８０と基板２７１との組みつけに対するガタを極力少なくすることで基板２７１の水平方向、及び、回転方向の位置ずれを防止することが可能となる。

第１の係り止め部２８１の足部２８２の段差部２８２ａの反対側の端面は、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０をモールド成形する際に、基板組立２７０の軸方向（圧縮機２４に取り付けた際の軸方向）の他方の位置決めになる金型設置面２８７（図３２参照）になっている。

圧縮機用ターミナル保護カバー１６０のモールド成形時には、モールド金型が、基板押え部品２８０の四個の突起２８５と三箇所の金型設置面２８７とを挟持してモールド成形することにより、基板２７１の軸方向の位置決めを行うことが可能となる。

圧縮機用ターミナル保護カバー１６０のモールド成形時に、第１の係り止め部２８１の足部２８２の先端に形成される略円柱状の突起２８３（三個）をモールド金型の対応する穴（後述する）に挿入してモールド成形することにより、モールド成形時の成形圧力による基板２７１の水平方向、及び、回転方向の位置ずれを防止することが可能となる。

第２の係り止め部２８４（段差部２８４ａを有する）は、特に図３６に示すように、第１の係り止め部２８１の足部２８２の先端に形成される略円柱状の突起２８３に相当する部分を持たない。この理由について、以下説明する。

図３２、図３３に示すように、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０のターミナル保護部１６３の裏面（圧縮機２４に取り付けたときに密閉容器１７０側となる面）に、基板押え部品２８０における第１の係り止め部２８１の足部２８２の先端に形成される略円柱状の突起２８３が三本突出している。

第２の係り止め部２８４は、モールド成形後の圧縮機用ターミナル保護カバー１６０のターミナル保護部１６３の側壁１６３ａの内部に埋まる。このように、第２の係り止め部２８４に突起２８３相当部を形成しても、ターミナル保護部１６３の側壁１６３ａの内部に埋まり外部に突出しないので、第２の係り止め部２８４には、第１の係り止め部２８１の足部２８２の先端に形成される略円柱状の突起２８３相当部分を形成していない。

ここで、加速度センサ２７２について説明する。加速度センサ２７２は、三次元の各成分ごとに加速度（その他、力、磁気）等の物理量を検出しうる小型のセンサであり、シリコンなどの半導体基板にゲージ抵抗を形成し、外部から加わる力に基づいて基板に生じる機械的な歪みを、ピエゾ抵抗効果を利用して電気信号に変換するものである。基本的な原理は、例えば、国際出願（ＷＯ ９３／０２３４２）に開示されている。

図３７に示す加速度センサ２７２は、３軸の力・モーメントを検出する３軸力・モーメントセンサである。加速度センサ２７２は、台座２９１にＳｉ基板２９２（起歪体）が固定され、さらにＳｉ基板２９２（起歪体）に重錘体２９３が接合されている。

Ｓｉ基板２９２に加わる力によってＳｉ基板２９２上に形成されたピエゾ抵抗体（図示せず）に歪が生じる。ピエゾ抵抗体の電気抵抗は、ピエゾ抵抗効果に基づき歪に比例して変化する。この抵抗変化を利用して力を検出する。

Ｓｉ基板２９２にダイヤフラムを形成し、Ｓｉ基板２９２を起歪体とすることで３軸加速度センサとして機能する。

Ｓｉ基板２９２表面には、３軸の加速度成分を検出するための３組のゲージ抵抗が形成されている。Ｓｉ基板２９２裏面には、環状のダイヤフラムが形成され、中央部に重錘体２９３が、周辺部に台座２９１が接合されている。

重錘体２９３にＸまたはＹ軸方向またはＺ軸方向の加速度が作用すると、環状のダイヤフラムはそれぞれの方向に変位する。このとき、Ｓｉ基板２９２に形成されたゲージ抵抗をブリッジ回路に接続することにより、各軸加速度が独立して検出できる。

図３８、図３９に示すように、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０のモールド金型２０３は、上型２０１と、下型２０２とを備える。

圧縮機用ターミナル保護カバー１６０のモールド成形時には、第１の係り止め部２８１の足部２８２の先端に形成される略円柱状の突起２８３（三個）をモールド金型の対応する穴２０４に挿入してモールド成形することにより、モールド成形時の成形圧力による基板２７１の水平方向、及び、回転方向の位置ずれを防止することが可能となる。

図４０により圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の製造工程を説明する。
（１）ステップ１：基板２７１を製造する。基板２７１には、ピエゾ抵抗効果を用いて圧縮機２４の加速度を検出する加速度センサ２７２等が実装されている。また、基板２７１には、その外周縁部付近にリード線２７４を口出しするリード線口出し部品２７３が取り付けられる。併せて、熱可塑性樹脂を用いて基板押え部品２８０を製作する。
（２）ステップ２：基板押え部品２８０を基板２７１に固定する。ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタラート）等の熱可塑性樹脂を射出成形して形成される基板押え部品２８０がリード線口出し部品２７３が取り付けられた基板２７１に組み付けられ基板組立２７０が製造される。
（３）ステップ３：基板組立２７０をＢＭＣ（不飽和ポリエステル）等の熱硬化性樹脂でモールド成形して、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０を製造する。

以上のように構成された圧縮機用ターミナル保護カバー１６０においては、圧縮機用ターミナル保護カバー１６０の足部１６２に設けられたねじ穴１６２ａを介して、圧縮機２４に設けられたロッド１４６に備えるねじ部１４６ａにねじ留めして固定することで、圧縮機２４の製造工程を増加することなく圧縮機２４に加速度センサ２７２を組み付けることが可能となる。

また、基板２７１に基板押え部品２８０の第１の係り止め部２８１及び第２の係り止め部２８４が係り止められて組み付けられ、かつ、モールド金型２０３が突起２８５と第１の係り止め部２８１を挟持してモールド成形することにより、基板２７１の軸方向の位置決めを行うことが可能となる。

また、モールド金型２０３の対応する穴２０４に基板押え部品２８０の第１の係り止め部２８１の先端に設けられた突起２８３を挿入してモールド成形することにより、モールド成形時の成形圧力による基板２７１の水平方向、及び、回転方向の位置ずれを防止することが可能となる。

さらに、基板押え部品２８０に備える第１の係り止め部２８１の足部２８２及び第２の係り止め部２８４が基板２７１に備える切欠き２７６ａ，２７６ｂに嵌まることで、基板押え部品２８０と基板２７１との組みつけに対するガタを極力少なくすることで基板２７１の水平方向、及び、回転方向の位置ずれを防止することが可能となる。

圧縮機２４（ロータリ圧縮機（シングルシリンダ））は、振れ回り振動と接線振動とを発生する。実施の形態１で説明したように、振動分離手段６により、圧縮機２４（ロータリ圧縮機（シングルシリンダ））の振れ回り振動を除去して、接線振動のみを抽出し、特定周波数成分抽出手段２３にて回転速度と同期した振動成分のみをフーリエ変換等で抽出し、振動抑制制御手段７にて振動補償量を得ることで、圧縮機２４の回転により生じる振動を抑制することが可能となる。

本実施の形態によれば、圧縮機２４内のモータ３（電動要素１５０に相当する）が回転することにより発生する振動を、振動検出手段５（加速度センサ２７２）により検出した振動を用いて抑制することが可能となるため、モータ３自体や圧縮機２４、圧縮機２４に接続された配管等の振動が小さくなるため、振動による破壊や騒音の発生を抑制することが可能となり、信頼性の高い空気調和機やヒートポンプ式給湯器（圧縮機２４を用いる装置）を得ることが可能となる。

振動検出手段５の出力から、振動分離手段６によりモータ３の制御により抑制ができない振れ回り振動を除去することが可能となるため、制御系の発散による異常振動を抑制することが可能となるため信頼性の高い圧縮機２４、その圧縮機２４を用いる空気調和機やヒートポンプ式給湯器を得ることができる。

また、一つの振動検出手段５のみで接線振動を精度良く検出可能であるため、複数の振動検出手段５によるコスト増加を抑制できるだけでなく、振動検出手段５の配線も簡素化が可能である。

さらに、振動検出手段５を圧縮機の端子を保護するカバー（圧縮機用ターミナル保護カバー１６０）の樹脂内に埋め込むことで、漏洩電流が発生する圧縮機２４に取り付けた際においても絶縁が確保でき、振動検出手段５の信頼性を向上させる事が可能となる。

実施の形態３．
図４１は実施の形態３を示す図で、洗濯ドラム２５を駆動するモータ駆動装置５００の構成図である。図１のモータ３が洗濯ドラム２５に代わった以外は、同様であるため、同一箇所に同一の符号を付して説明は省略する。

図４１では、洗濯機の中で最も振動が大きい斜めドラム型の洗濯機について説明する。斜めドラム洗濯機の洗濯ドラム２５（負荷の一例）は衣類を洗濯ドラム２５で持ち上げて上空から落とすことによる、たたき洗いで汚れを落とす。その際、水分を含んだ衣類を洗濯ドラム２５の回転により持ち上げる際にモータ（図示せず）にかかる負荷が大きくなり、上空から落とす際に負荷が小さくなるため、衣類が落ちることによる振動の他に、負荷トルク変動により生じる速度リップルにより、回転速度と同期した振動が発生する。

よって、実施の形態１で説明したように、特定周波数成分抽出手段２３にて回転速度と同期した振動成分のみをフーリエ変換等で抽出することで、水分を含んだ衣類が落ちることによる振動を除去し、振動抑制制御手段７にて振動補償量を得ることで、洗濯ドラム２５の回転により生じる振動を抑制することが可能となる。

本実施の形態によれば、洗濯ドラム２５を駆動するモータ（図示せず）が回転することにより発生する振動を、振動検出手段５により検出した振動を用いて抑制することが可能となるため、洗濯ドラム２５の振動を小さくでき、夜間においても他住人の迷惑になることなく洗濯を実行可能な、ユーザーメリットの高い洗濯乾燥機を得ることができる。

また、振動分離手段６の出力から、外乱であるたたき洗い時の水分を含んだ衣類が落ちる際の振動成分を特定周波数成分抽出手段２３にて除去することで、安定した振動の抑制が可能となり、信頼性の高いモータ駆動装置５００を得ることができる。

また、一つの振動検出手段５のみで接線振動を精度良く検出可能であるため、複数の振動検出手段５によるコスト増加を抑制できるだけでなく、振動検出手段５の配線も簡素化が可能である。

実施の形態４．
図４２は実施の形態４を示す図で、送風ファン２６を駆動するモータ駆動装置６００の構成図である。図１のモータ３に送風ファン２６が接続された以外は、同様であるため、同一箇所に同一の符号を付して説明は省略する。

モータ３は構造上発生するコギングトルクにより回転速度のｎ倍の周波数のトルク脈動が発生し、微弱な振動が生じる。そのモータ３を送風ファン２６（負荷の一例）に適用した場合、送風ファン２６に微弱な振動が伝わり、送風ファン２６から騒音が発生することがある。

そこで、本実施の形態１で説明したように、特定周波数成分抽出手段２３にてコギングトルク成分である回転速度のｎ倍と同期した振動成分のみをフーリエ変換等で抽出することで、コギングトルク成分を抽出し、振動抑制制御手段７にて振動補償量を得ることで、モータ３のコギングトルクによる振動を抑制し、送風ファン２６の騒音を抑制することが可能となる。

本実施の形態によれば、送風ファン２６を駆動するモータ３が回転することにより発生する振動を、振動検出手段５により検出した振動を用いて抑制することが可能となるため、振動発生によるモータ３や送風ファン２６の経年劣化を抑制することが可能なだけでなく、送風ファン２６から発生する騒音も抑制可能となるため、高信頼性、低騒音な送風機を得ることが可能となる。

また、一つの振動検出手段５のみで接線振動を精度良く検出可能であるため、複数の振動検出手段５によるコスト増加を抑制できるだけでなく、振動検出手段５の配線も簡素化が可能である。

さらに、樹脂モールド型の送風ファン２６の場合、樹脂モールド内に振動検出手段５を埋め込むことで、絶縁を確保し、また風雨による劣化の影響を抑制でき、振動検出手段５の信頼性を向上することが可能となる。

本発明の活用例としては、空気調和機は勿論、冷蔵庫、冷凍機、ヒートポンプ給湯機などモータ駆動装置を用いる冷凍サイクルに限らず、手乾燥機、電気掃除機、換気扇等の家電機器や、エレベータ、電鉄、車両等においても適用が可能である。

１ 直流電源、２ インバータ、３ モータ、４ インバータ制御手段、５ 振動検出手段、６ 振動分離手段、７ 振動抑制制御手段、８ 電流検出手段、９ 直流電圧検出手段、１０ 回転座標変換手段、１１ 電圧制御手段、１２ 逆回転座標変換手段、１３ ＰＷＭ信号生成手段、１４ａ スイッチング素子、１４ｂ スイッチング素子、１４ｃ スイッチング素子、１４ｄ スイッチング素子、１４ｅ スイッチング素子、１４ｆ スイッチング素子、１５ 速度制御器、１６ ｄ軸電流制御器、１７ ｑ軸電流制御器、１８ 速度推定器、１９ 位置推定器、２０ ＨＰＦ、２１ 振動抑制補償量演算手段、２２ 位相調整手段、２３ 特定周波数成分抽出手段、２４ 圧縮機、２５ 洗濯ドラム、２６ 送風ファン、３２ 四方弁、３３ 室外側熱交換器、３４ 減圧装置、３５ 室内側熱交換器、３６ 室外側送風機、３７ 室内側送風機、３８ 底板、３９ トップパネル、４０ フロントパネル、４１ サイドパネル、４２ セパレータ、４３ 電気品ボックス、４４ 冷媒配管・冷媒回路部品類、５０ 回転軸、５０ａ 偏心軸部、５０ｂ 主軸部、５０ｃ 副軸部、１００ モータ駆動装置、１０１ シリンダ、１０１ａ ベーン溝、１０１ｂ シリンダ室、１０１ｃ 背圧室、１０２ ローリングピストン、１０３ ベーン、１０４ 主軸受け、１０５ 副軸受け、１０７ 吐出マフラ、１０８ ベーンスプリング、１１１ 回転子、１１２ 固定子、１２１ 吸入マフラ、１２２ 吸入管、１２３ リード線、１２４ 端子、１２５ 吐出管、１４６ ロッド、１４６ａ ねじ部、１４６ｂ 段差部、１４７ ナット、１５０ 電動要素、１６１ モールド部、１６２ 足部、１６２ａ ねじ穴、１６３ ターミナル保護部、１６３ａ 側壁、１６５ 圧縮要素、１７０ 密閉容器、１８０ 圧縮機用ターミナル保護カバー、１９０ 冷凍機油、２００ モータ駆動装置、２０１ 上型、２０２ 下型、２０３ モールド金型、２０４ 穴、２７０ 基板組立、２７１ 基板、２７２ 加速度センサ、２７３ リード線口出し部品、２７４ リード線、２７５ ボードイン形コネクタ、２７６ａ 切欠き、２７６ｂ 切欠き、２８０ 基板押え部品、２８１ 第１の係り止め部、２８２ 足部、２８２ａ 段差部、２８３ 突起、２８４ 第２の係り止め部、２８５ 突起、２８６ 連結部、２８７ 金型設置面、２９１ 台座、２９２ Ｓｉ基板、２９３ 重錘体、３００ モータ駆動装置、４００ 空気調和機、４００Ａ 室外機、５００ モータ駆動装置、６００ モータ駆動装置。

Claims (15)

1. 負荷を駆動するモータと、
   前記モータに電圧を印加するインバータと、
   前記インバータが出力する前記電圧を制御するインバータ制御手段と、
   前記モータの所定の箇所に取り付けられて、該モータの振動を検出する振動検出手段と、
   前記振動検出手段の出力から前記モータの回転軸に対して接線方向の振動成分を分離する振動分離手段と、
   前記振動分離手段の出力に基づいて、振動を抑制するための信号を出力する振動抑制制御手段と、を備え、
   前記インバータ制御手段は、前記振動抑制制御手段の出力に基づいて前記インバータにて印加する電圧を制御し、
   前記振動分離手段は、
   前記モータの回転角度に基づいて、前記振動検出手段の出力を回転座標系に変換する回転座標変換手段と、
   前記回転座標変換手段の出力の低周波成分を除去する低周波成分除去手段と、
   前記モータの回転角度に基づいて、前記低周波成分除去手段の出力を逆回転座標変換する逆回転座標変換手段と、を備えることを特徴とするモータ駆動装置。
2. 前記振動検出手段は、前記モータの回転軸に対して垂直方向の少なくとも２軸の振動を検出することを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。
3. 前記振動検出手段により検出される２つの振動方向の成す角は９０度であることを特徴とする請求項２に記載のモータ駆動装置。
4. 前記振動抑制制御手段は、
   前記振動分離手段の出力のうち特定の周波数成分のみを抽出する特定周波数成分抽出手段を備え、
   前記特定周波数成分抽出手段の出力に基づいて、前記モータの振動を抑制するための信号を出力することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のモータ駆動装置。
5. 前記特定周波数成分抽出手段は、
   前記モータの回転角のｎ（ｎは自然数）倍の周波数成分を抽出することを特徴とする請求項４に記載のモータ駆動装置。
6. 前記インバータ制御手段が、速度指令に前記振動抑制制御手段の出力を加算することで、前記モータの振動を抑制するためのｄｑ座標系の電圧指令を生成するとともに、磁極位置の演算を行う電圧制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモータ駆動装置。
7. 前記インバータ制御手段が、ｑ軸電流指令を前記振動抑制制御手段の出力を用いて調整するように構成することで、前記モータの振動を抑制するためのｄｑ座標系の電圧指令を生成するとともに、磁極位置の演算を行う電圧制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモータ駆動装置。
8. 前記インバータ制御手段が、ｑ軸電圧指令を前記振動抑制制御手段の出力を用いて調整するように構成することで、前記モータの振動を抑制するためのｄｑ座標系の電圧指令を生成するとともに、磁極位置の演算を行う電圧制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモータ駆動装置。
9. 前記インバータ制御手段が、トルク指令を前記振動抑制制御手段の出力を用いて操作するように構成することで、前記モータの振動を抑制するためのｄｑ座標系の電圧指令を生成するとともに、磁極位置の演算を行う電圧制御手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のモータ駆動装置。
10. 圧縮要素と電動要素とを備え、前記電動要素を請求項１乃至９のいずれかに記載のモータ駆動装置により駆動することを特徴とする圧縮機。
11. １シリンダのロータリ圧縮機であることを特徴とする請求項１０に記載の圧縮機。
12. 請求項１０又は請求項１１に記載の圧縮機を搭載したことを特徴とする冷凍サイクル装置。
13. 請求項１乃至９のいずれかに記載のモータ駆動装置を搭載したことを特徴とする洗濯機。
14. 請求項１乃至９のいずれかに記載のモータ駆動装置を搭載したことを特徴とする洗濯乾燥機。
15. 請求項１乃至９のいずれかに記載のモータ駆動装置を搭載したことを特徴とする送風機。

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